鸡胚脑细胞谷氨酸释放的模拟微重力效应

用回转器旋转鸡胚蛋研究对脑细胞的模拟微重力生物效应.采用连续荧光法测量孵化10 d（E10）和孵化13 d（E13）鸡胚的脑细胞谷氨酸的初始释放速率、在KCl去极化及单个电脉冲刺激后的释放速率和释放量以及谷氨酸的含量,并对旋转处理组和静止对照组进行了比较.结果如下：旋转组和对照组脑细胞的谷氨酸初始释放速率没有显著差异,E10鸡胚经24 h旋转后,在KCl刺激下脑细胞的谷氨酸释放速率和释放量皆高于对照组,经4 h旋转后谷氨酸含量显著增高（P＜0.01）;但旋转24 h的E13鸡胚上述指标皆无显著改变,表明微重力对鸡胚脑细胞神经递质释放的影响与胚龄有关.鸡胚脑细胞在电脉冲刺激下谷氨酸释放的动态过程表明：脉冲电场引起的谷氨酸释放与细胞内钙离子迅速增加有关.     

Simulated biological effects of microgravity on phospholipid and energy metabolism of chicken embryonic brain cells studied by ~(31)P-NMR spectroscopy

Levels of phosphomonoester (PME), phosphodiester (PDE), ATP and pH in brain cells of chicken embryos rotated for 24 h in a clinostat during the period of hatching the 13th day (E13) and 15th day (E15) embryos were investigated by using 31P-NMR spectroscopy. Significant increases in the values of PME, ATP and pH were identified after E13 rotating for 24 h. With the same treatment, differences were obtained in the phospholipid and energy metabolism of E15, but no significant levels have been reached . The calorimetric assay (malachite green method) was used for measuring the activity of total ATPase. A dramatic decrease was evident in the activity of ATPase in brain cells of rotated E13 and E15. The former is more sensitive than the latter. All the levels mentioned above could restore in 24 h after the rotation stopped, except that the level of ATP was still higher than the control.     

辅助能量物质强化环磷酸腺苷发酵合成机制

微生物代谢过程中,环磷酸腺苷(cAMP)由ATP直接环化形成,强化ATP合成有利于产物的积累。在分批发酵24h添加3g/L-broth丙酮酸钠(辅助能量物质),cAMP浓度达到4. 13g/L,比对照批次提高了24. 4%,发酵性能得到明显改善。对关键酶活性及能量代谢水平的测定结果表明,由于丙酮酸钠的添加,丙酮酸激酶的活性显著下降,而6-磷酸葡萄糖脱氢酶、琥珀腺苷酸合成酶和腺苷酸环化酶等产物合成途径中酶的活性均明显提高;异柠檬酸脱氢酶、琥珀酸脱氢酶和呼吸链脱氢酶等酶活性,以及辅因子NADH/NAD+、ATP/AMP均明显提高。表明添加丙酮酸钠改变了糖酵解和磷酸戊糖途径间的碳流分配,使更多碳流向产物合成途径,同时提高了整体能量代谢水平,更利于ATP的生成,为产物的合成提供了物质和能量基础,进而促进了cAMP的合成与积累。     

辅助能量物质强化环磷酸腺苷发酵合成机制 *

微生物代谢过程中,环磷酸腺苷(cAMP)由ATP直接环化形成,强化ATP合成有利于产物的积累。在分批发酵24h添加3g/L-broth丙酮酸钠(辅助能量物质),cAMP浓度达到4.13g/L,比对照批次提高了24.4%,发酵性能得到明显改善。对关键酶活性及能量代谢水平的测定结果表明,由于丙酮酸钠的添加,丙酮酸激酶的活性显著下降,而6-磷酸葡萄糖脱氢酶、琥珀腺苷酸合成酶和腺苷酸环化酶等产物合成途径中酶的活性均明显提高;异柠檬酸脱氢酶、琥珀酸脱氢酶和呼吸链脱氢酶等酶活性,以及辅因子NADH/NAD ⁺、ATP/AMP均明显提高。表明添加丙酮酸钠改变了糖酵解和磷酸戊糖途径间的碳流分配,使更多碳流向产物合成途径,同时提高了整体能量代谢水平,更利于ATP的生成,为产物的合成提供了物质和能量基础,进而促进了cAMP的合成与积累。     

光滑球拟酵母新霉素抗性株加速葡萄糖代谢

为进一步提高光滑球拟酵母发酵生产丙酮酸的生产强度,在能量代谢分析的基础上提出了降低ATP合成酶活性、但不影响NADH氧化的育种策略。通过亚硝基胍诱变,获得一株新霉素抗性突变株N07,该菌株F1ATPase活性降低65%、丙酮酸产量高于48gL且单位细胞消耗葡萄糖能力提高38%。添加双环己基碳二亚胺(DCCD)、叠氮钠(NaN3)、新霉素显著降低出发株F1ATPase活性但不影响突变株F1ATPase活性。突变菌株胞内ATP含量下降23.7%导致生长速率和最终菌体浓度(为出发菌株的76%)均低于出发菌株,但葡萄糖消耗速度和丙酮酸生产速度分别提高34%和42.9%,发酵周期缩短12h。进一步研究发现,突变株糖酵解途径中关键酶磷酸果糖激酶、丙酮酸激酶和磷酸甘油醛激酶的活性提高了63.7%、28.8%和14.4%,电子传递链关键酶活性提高10%。结果表明降低真核微生物F1ATPase活性有效地提高了糖酵解关键酶活性而加速葡萄糖代谢。     

荞麦亲和与不亲和授粉后柱头和花粉管中ATP酶的超微细胞化学定位

利用磷酸铅沉淀技术对荞麦(Fagopyrum esculentum Month.)pin型植株分别进行亲和授粉和不亲和授粉后的柱头、花粉粒、花粉管进行了ATPase的超微细胞化学定位。结果表明(1)亲和授粉和不亲和授粉后0.5h,柱头细胞的ATPase活性反应水平较低或基本无酶活性;柱头表面、柱头上附着的花粉粒内ATPase活性在不亲和授粉时较低,亲和授粉时较高,花粉粒内ATPase主要定位于线粒体和精子细胞;(2)授粉后1.5h,不亲和授粉的柱头细胞及花粉管的ATPase活性均较低,花粉管停止生长,细胞质开始解体;而亲和授粉的柱头细胞及花粉管的ATPase活性均较高,ATPase主要定位于柱头细胞的质膜、胞基质以及花粉管的壁、质体的膜、高尔基体、线粒体上。根据不同时期不同部位ATPase活性的差异,我们认为荞麦发生自交不亲和时,花粉管在花柱中停止生长不仅是因为花粉管得不到花柱中的营养物质而引起的,可能也与花粉管自身物质代谢发生障碍有关。     

紫红链霉菌对钉螺酶组织化学的影响

为研究紫红链霉菌灭螺作用的机理,将钉螺分别浸泡于紫红链霉菌培养液(含菌4×106/ml)及去氯水、培养基中36h后,用酶组织化学方法显示各组钉螺肝脏、中枢神经节、头足部及鳃的Mg2 激活的三磷酸腺苷酶(Mg2 ATPase)、胆碱脂酶(ChE)、一氧化氮合酶(NOS)、乳酸脱氢酶(LDH)、琥珀酸脱氢酶(SDH)并观察其变化。结果显示:菌液浸泡组钉螺的Mg2 ATPase活性在肝脏、中枢神经节、头足部及鳃部均明显减弱或完全失活,LDH在中枢神经节、头足部也有一定程度减弱,ChE、NOS、SDH在肝脏、中枢神经节、头足部及鳃部与去氯水组无明显差异;培养基组与去氯水组钉螺相应部位的Mg2 ATPase、ChE、NOS、LDH、SDH活性一致。结果提示:紫红链霉菌的灭螺作用机理主要在于破坏钉螺体内Mg2 ATPase和LDH活性,使ATP生成和利用障碍,最终因能量缺乏而丧失生命功能直至死亡     

番茄子叶细胞内三磷酸腺苷酶活性的超微结构定位及其在冷害中的变化

采用磷酸铅沉淀的细胞化学方法,对番茄子叶细胞内三磷酸腺苷酶(ATPase)活性进行了超微结构的定位,并研究了番茄幼苗在遭受冷害过程中 ATPase 活性的变化。结果指出:1.在28℃下萌发生长的番茄幼苗子叶细胞内的 ATPase 活性被定位于质膜、胞间连丝、核仁及核的染色质、叶绿体片层膜、部分细胞壁以及细胞间隙周围的细胞壁表面及其内含物上。2.当番茄幼苗遭受12小时冷(5℃)处理时,质膜、细胞壁及细胞间隙内的 ATPase 活性开始明显地降低,但细胞核和叶绿体片层膜上的 ATPase 仍保持高的活性反应。在冷处理24小时后,质膜与细胞壁的 ATPase 活性几乎完全丧失,而细胞核和叶绿体片层膜的 ATPase 活性仅开始减弱。这种情况揭示,冷害可能首先损伤细胞表面(质膜与壁)的 ATPase 活性。3.讨论了细胞间隙作为养料运输通道的作用以及冷害的一种可能过程与机理。关于高等植物细胞内三磷酸腺苷酶(ATPase)活性的细胞化学的超微结构定位,以往主要集中于维管束的韧皮部和根尖细胞的研究。不久前,我们报道了冬小麦分蘖节细胞内 ATPase 活性的细胞化学定位叫,初步揭示 ATPase 的活性变化与植物抗寒性有密切关系。番茄等喜温植物在冷害中的细胞超微结构,呼吸作用和一些酶(如过氧化物酶,过氧化氢酶及吲(口朶)乙酸氧化酶)活性的变化,已有一些报道,提出膜可能是冷害损伤的最初部位。然而冷害究竟首先是损伤膜的拟脂成分,还是损伤膜的蛋白质成分,或者是二者同时遭到破坏,目前的实验证据还十分缺乏。ATPase 是膜束缚的一种功能性蛋白质,我们试图通过探索它在寒害中的活性变化,为阐明寒害机理提供实验依据。     

荞麦亲和与不亲和授粉后柱头和花粉管中ATP酶的超微细胞化学定位

利用磷酸铅淀淀技术对荞麦（Fagopyrum esculentum Monch.)pin型植株分别进行亲和授粉和不亲和授粉后的柱头、花粉粒、花粉管进行了ATPase的超微细胞化学定位。结果表明（1）亲和授粉和不亲和授粉后0.5h,柱头细胞的ATPase活性反应水平较低或基于无酶活性;柱头表面、柱头上附着的花粉粒内ATPase活性在不亲和授粉时较低,亲和授粉时较高,花粉粒内ATPase主要定位于线粒体和精子细胞;（2）授粉后1.5h,不亲和授粉的柱头细胞及花粉管的ATPase活性均较低,花粉管停止生长,细胞质开始解体;而亲和授粉的柱头细胞及花粉管的ATPase活性均较高,ATPase主要定位于柱头细胞的质膜、胞基质以及花粉管的壁、质体的膜、高尔基体、线粒体上。根据不同时期不同部位ATPase活性的差异,我们认为荞麦发生自交不亲和时,花粉管在花柱中停止生长不仅是因此花粉管得不到花柱中的营养物质而引起的,可能也与花粉管自身物质代谢发生障碍有关。     

注射用内给氧对缺血再灌注损伤兔肝脏能量代谢的影响

为了探讨注射用内给氧对肝脏缺血再灌注(I/R)损伤肝脏能量代谢的影响,将48只健康新西兰长耳大白兔随机分为4组:假手术组(A组),缺血再灌注组(B组),缺血再灌注 周围静脉注射用内给氧组(C组),缺血再灌注 肝动脉注射内给氧组(D组),每组12只,采用Pringle氏法建立肝脏I/R模型,比较4组大白兔缺血再灌注后1、2、24h肝组织内三磷酸腺苷(ATP)、二磷酸腺苷(ADP)、一磷酸腺苷(AMP)含量、肝脏的细胞能荷(EC)及肝组织形态学的变化.结果表明,与A组比较,8、C、D三组肝功能损害重,肝组织ATP含量,能荷值(EC)降低(P<0.05);肝组织病理学改变明显(P<0.05),B组以上各项指标差异更为显著,与B组比较,C、D二组肝组织ATP含量,能荷值(EC)高(P<0.05);肝组织病理学改变较轻(P<0.05);C组与D组比较,各参数无显著性差异.以上研究表明.注射用内给氧可通过改善肝细胞的能量代谢而减轻肝缺血再灌注损伤.     

鸡胚背根神经节培养法测定神经生长因子(NGF)活性的条件优化

目的探索一套稳定可靠的鸡胚背根神经节测定NGF活性的实验条件.方法通过观察培养基、鸡血浆和鸡胚浸液的比例、背根神经节部位、培养时间等条件对NGF刺激神经节生长的影响,从而建立一套该培养法检测NGF活性的优化条件.结果以DMEM为母液,在含20%鸡血浆和15%鸡胚浸液的培养基中,利用伊莎褐鸡胚腰椎背根神经节,在终浓度为30 ng/ml的蛇毒NGF的刺激下,培养36h可以得到较好的实验结果.结论该条件简单实用、分辨率高、重复性好.     

水稻幼苗的低温伤害及其与腺苷酸代谢的关系

抗寒性强的早二六14和抗寒性弱的二九丰水稻幼苗,经2～4℃低温处理后,细胞膜透性增加,质膜ATPase水解活性大大提高,而线粒体ATPase磷酸化活性和丙酮酸激酶活性明显下降。从而导致腺苷酸水平尤其是ATP水平急剧下降,能荷值降低.幼苗低温处理4d后回到30℃,早二六14能很快转绿恢复生长,二九丰不能转绿,逐渐死亡。这时,腺苷酸水平及其上升幅度表现出前者高于后者。腺苷酸代谢的失调可能是水稻幼苗低温伤害的一个重要原因。     

杂交鹅掌楸体胚发生过程中ATP酶活性的超微细胞化学定位

利用透射式电镜,通过胚性细胞的超微切片观察,对杂交鹅掌楸体细胞胚胎发生和发育过程中ATP酶活性进行了超微细胞化学定位.结果表明,非胚性细胞的质膜、液泡膜等膜系统当中存在ATP酶活性,质体、核膜、细胞壁以及细胞间隙上有少许沉积;早期胚性细胞ATP酶反应产物主要沉积于质膜、液泡膜上、淀粉粒、细胞壁加厚处;胚性细胞后期ATP酶活性从质膜逐渐转移入细胞内,细胞质、壁旁体、胞间连丝、细胞膜与细胞间隙、细胞核等处均有ATP酶活性反应.随着胚性细胞的发育及分裂,包裹细胞的厚壁、细胞核、核仁与染色质等处也出现ATP酶活性反应沉淀物.说明杂交鹅掌楸体细胞胚胎发生及发育过程中存在丰富的能量代谢.     

甲磺酸培氟沙星抑制大肠杆菌RecQ解旋酶的体外DNA结合、解链和ATPase活性

RecQ家族解旋酶是DNA解旋酶中高度保守的一个重要家族,参与DNA复制、修复、重组、转录及维持端粒稳定等细胞代谢过程,在维持染色体稳定性与完整性中起着重要作用．甲磺酸培氟沙星(pefloxacin mesylate,PFM)是一种新型氟喹诺酮类抗菌药物,对一些革兰氏阴性菌具有明显的杀菌效果,临床上已广泛使用．本研究利用荧光偏振、自由磷检测技术研究PFM对大肠杆菌RecQ解旋酶的DNA结合活性、解链活性、ATPase活性的影响．结果表明,低浓度PFM可促进大肠杆菌RecQ解旋酶与ssDNA、dsDNA结合,达到一定量后PFM则抑制酶与DNA底物的结合,这种影响与DNA底物有关;PFM对RecQ解旋酶的DNA解链活性和ATP酶活性都具有抑制作用,但其抑制的效果有极显著差异(P<0.01)：比较PFM对两种活性抑制的Ci值(对解链活性抑制的Ci值为(1.5±0.2) μmol/L,对ATP酶活性抑制的Ci值为(0.010±0.005) μmol/L)可知,PFM对大肠杆菌RecQ解旋酶ATPase活性的抑制强于其解链活性. 这些结果可为研究以DNA解旋酶为药物靶标的分子机理奠定相关理论基础．     

HCMV感染单核细胞对细胞能量代谢的影响

该文旨在探讨人巨细胞病毒(human cytomegalovirus,HCMV)感染人单核白血病细胞(THP-1)后对其能量代谢的影响。采用流式细胞仪、海马生物能量测定仪分别检测HCMV感染THP-1后细胞的存活率、有氧呼吸率(oxygen consumption rate,OCR)和细胞外酸化率(extracellular acidification rate,ECAR);Western blot检测线粒体动力学相关蛋白;采用RNA-seq和质谱技术检测细胞代谢相关基因及蛋白表达水平。结果显示,HCMV感染24 h、48 h及72 h后,线粒体氧化磷酸化水平上升,糖酵解水平下降(P0.05);感染组线粒体融合相关蛋白MFN1、OPA1及OMA1表达量较对照组升高(P0.05);感染组ATP8A1、ATP6AP1L及ATP6V1C2等氧化磷酸化相关基因表达显著上调(P0.001),LDHA、ENO3及ENO1等糖酵解相关基因表达显著下调(P0.001);感染组ATP6V1A、ATP5O及PGP等细胞代谢相关蛋白表达显著上调(P0.01)。研究表明,HCMV感染THP-1细胞可能通过诱导线粒体融合及调控细胞能量代谢相关基因和蛋白的表达,促进细胞氧化磷酸化并抑制糖酵解水平。     

半胱胺对肝细胞代谢油酸过程中ROS生成和ATPase活性的影响

目的 研究了半胱胺（CS）对油酸（0A）代谢过程中自由基（ROS）生成和ATP酶（ATPase）活性的影响。方法 通过培养体外小鼠原代肝细胞,添加不同浓度的OA作用24h,通过luminol化学发光法,TBA法、DTNB法、无机磷比色法分别测定ROS、丙二醛（MDA）、谷胱甘肽（GSH）和Na^＋-K＋-ATP酶活性;选取OA（0,150,250taM／L）三个梯度,添加CS（-,50,100,150,200,250,300,350,400,450,500taM／L）,测定相同的指标。结果 添加OA大于150μM／L时,ROS、MDA生成量急剧升高,ATPase活性显著降低（P〈0．05）。添加CS能提高GSH,减少ROS和MDA的生成,提高ATPase的活性,且作用的效果显著（P〈0．05）。但大量添加CS（350-500μM／L）则效果相反。结论 大量添加OA会引起肝细胞氧化应激;添加CS能清除ROS,提高ATPase活性;并伴随OA添加量的增加,CS的最佳需要量也增加。     

共表达磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶和烟酸转磷酸核糖激酶提高重组大肠杆菌发酵木糖产丁二酸

野生型E.coli K12能够在厌氧条件下代谢木糖生长,但是丁二酸不是其主要的代谢终产物。而在E.coli BA203(Δldh A,Δpfl B,Δppc)中,通过过量表达磷酸烯醇式丙酮酸羧化激酶(PCK),即E.coli BA204,使其能够在厌氧条件下利用木糖发酵生产丁二酸。为了进一步提高生物量及丁二酸的产量,通过过量表达烟酸转磷酸核糖激酶(NAPRTase)提高NAD(H)的生成,从而提高木糖代谢速率。因此采用2种方法构建了共表达烟酸转磷酸核糖激酶和磷酸烯醇式丙酮酸羧化激酶的基因工程菌,即E.coli BA208(BA203/p Trc99a-pnc B-pck)和E.coli BA209(BA203/p Trc99a-pck-trc-pnc B)。通过实验发现:厌氧发酵72 h,BA209消耗16.7 g/L木糖,生成15.8 g/L丁二酸,乙酸含量有所降低,而丙酮酸的量几乎不变。BA209中NAD(H)总量和ATP含量较BA208和BA204都有明显的提高。这为考察NAD(H)和ATP 2种辅因子对重组大肠杆菌利用木糖合成丁二酸的影响提供了研究平台。     

兼性厌氧芽胞杆菌TSH1丁醇代谢途径中关键酶的检测

传统的丁醇生产菌均严格厌氧,本实验室分离了一株兼性厌氧的芽胞杆菌TSH1 (Bacillus sp.TSH1),丁醇梭菌具有相似的丁醇代谢通路及产物.通过研究乙醇和丁醇生成途径中关键酶的活性,分析乙醇脱氢酶、丁醇脱氢酶及丁醛脱氢酶的活性变化与产物生成的关系.结果表明,在发酵初期,3种酶的活性均迅速升高并在21h前达到最大值,丁醇、乙醇浓度也逐渐增加,乙醇脱氢酶在12h酶活达到最大值0.054 U/mg,丁醛脱氢酶在21h酶活达到最大值0.035 U/mg,丁醇脱氢酶则在15h酶活达到最大值0.055 U/mg.24 h后,3种酶活均开始下降,并维持在较低水平,而这段时间内产物浓度仍持续增长直至发酵结束.研究结果深化了对微生物丁醇代谢机理的认识,并为进一步研究芽胞杆菌丁醇代谢途径提供参考.     

鸡胚胎干细胞能量代谢的特点

细胞能量代谢与细胞生命活动紧密相关, 但目前对于鸡胚胎干细胞能量代谢特点的研究较少. 本研究利用前期建立的chES细胞模型, 通过电子显微镜发现未分化的chES细胞胞质内储存大量糖原颗粒和卵黄颗粒. 逆转录-聚合酶链反应对能量代谢途径中的主要限速酶的基因表达分析显示, 未分化的chES细胞不表达丙酮酸羧化酶和磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶, 与鸡胚胎成纤维细胞相比低表达葡萄糖转运蛋白1和磷酸果糖激酶, 高表达己糖激酶1和糖原合成酶; 分化中的chES细胞与成年母鸡肝脏相比少量表达PCX和PCK2, 与CEF细胞相比高表达GLUT1, HK1, PFK, 而GYS的表达没有显著性差异. 过碘酸希夫氏染色显示, 细胞培养过程中未分化chES细胞中储存的糖原颗粒未见减少, 而分化中的chES细胞的糖原颗粒逐渐减少. 此外, 通过赫斯特荧光染料33342和碘化丙啶双染色发现, 大量未分化的chES细胞在体外培养过程中死亡, 而添加外源性6-磷酸葡萄糖显著减少细胞死亡. 上述结果说明, 未分化chES细胞主要以糖原合成为主, 无糖异生代谢, 而分化中的chES细胞以糖酵解代谢为主. 未分化的chES细胞以大量消耗代谢中间产物G6P为代价进行糖原合成, 造成细胞内源性G6P相对不足引起细胞死亡. 因此, 细胞内糖原的含量反映了chES细胞的分化程度. chES细胞在体外培养时可通过添加G6P来提高生存率.     

增强UV-B辐射对蚕豆叶片微粒体膜一些性质的影响

温室条件下,用0（Control）、8．65kJm－2d－1（TI）及11．2KJm－2d－1（t2）不同剂量的UV－B辐射处理蚕豆幼苗。Ca2 ．ATPase及Mg2 －ATPase的活性在辐射处理期间下降。在处理21d,T1和T2微粒体膜的MDA含量明显高于对照,同时IUFA急剧下降,且呈明显的剂量效应。14及21d时,膜磷脂的含量也明显下降。脂氧合酶（Lox）活性在第7及14天与对照相比都显著升高,而21d后迅速下降。结果表明,增强UV－B对微粒体膜的伤害可能是一方面导致正常酶合成与分解之间的平衡失调,另一方面导致了膜脂过氧化作用。